книги из ГПНТБ / Вершинин П.П. Применение синхронных электроприводов в металлургии

Испытание изоляции токоведущих частей на электри­ ческую прочность относительно корпуса и независимых токоведущих частей обязательно для новых тиристор­ ных преобразователей и бывших в эксплуатации после ремонта с заменой изоляции. Для испытания применяют синусоидальное переменное напряжение промышленной частоты. Изоляция токоведущих частей должна выдер­ живать в течение 1 мин приведенное ниже испытатель­ ное напряжение:

волны перенапряжения способствует пробою изоляции.

Фазировка и наладка блоков тиристорного возбудителя

Фазировка блоков управления тиристорами заключа­ ется в проверке совпадения по фазе анодного напряже­ ния каждого тиристора в плечах мостовой схемы и им­ пульсов управления тиристорами. Если блок сфазирован, то импульсы управления подаются на все тиристо­ ры с одинаковым сдвигом по фазе относительно положи­ тельной полуволны анодного напряжения.

Фазировку осуществляют однолучевым или двух­ лучевым осциллографом в следующем порядке:

1) подключают осциллограф на анодное напряжение тиристора, причем «земляной» зажим осциллографа присоединяют к аноду тиристора (основание вентиля или радиатор), а потенциальный зажим — к катоду (гиб­ кий вывод). Осциллограф синхронизируют с сетью (пе­

реключатель синхронизации устанавливают в положе­ ние «от сети»);

2)включают преобразователь, выставляют и фикси­ руют положительную полуволну анодного напряжения на масштабной сетке экрана осциллографа;

3)выключают преобразователь, потенциальный за­ жим осциллографа пересоединяют на управляющий электрод этого же тиристора, затем подают питание в блок управления.

Изображение управляющего импульса должно совпа­

231

дать с положительной полуволной анодного напряжений, в противном случае необходимо изменить схему развод­ ки управляющих импульсов.

Используя установочные резисторы, настраивают уп­ равляющие импульсы в начале положительного полупериода напряжения на тиристоре (угол ат ы) и в конце полупериода (угол атах), значения которых в зависимо­ сти от характера нагрузки преобразователя указывают в инструкции по эксплуатации.

Кроме фазировки блока управления тиристорами, не­ обходимо сфазировать вход схемы управления с анод­ ным напряжением силового тиристорного моста. Фазировку и проверку порядка следования фаз выполняют при помощи осциллографа в следующем порядке;

1) подключают осциллограф последовательно на все три фазы входа силового моста. В зависимости от распо­ ложения полученных кривых эти фазы соответственно маркируют;

2) аналогичным образом фиксируют и маркируют фазы входа системы управления.

Чередование фаз силовой цепи должно соответство­ вать чередованию фаз цепи управления, т. е. начало по­ ложительной полуволны фазы А (силовая цепь), долж­ но совпадать с началом положительной полуволны фа­ зы %пр (система управления) и т.д.

Предварительную фазировку блока управления мож­ но осуществлять и без применения осциллографа. Для этого проверяют последовательность фаз на входе бло­ ка управления тиристорами. Затем измеряют напряже­ ние между соответствующими фазами* силовой и управляющей цепи. Если схема соединения транс­

будет минимальным, а между смежными фазами макси­ мальным.

Особенности наладки блоков управления тиристор­ ных преобразователей различных типов приведены в ин­ струкциях по эксплуатации преобразователей и не мо­ гут быть охвачены общими рекомендациями. Поэтому пе­ речислим лишь последовательность операций при наладке: 4

1)измеряют сопротивление изоляции цепей питания

ивхода магнитного усилителя относительно корпуса. Сопротивление изоляции должно быть не менее 4 МОм;

232

2)проверяют напряжение источников блока питания;

3)проверяют блок синхронизации, для чего все фазо­ импульсные преобразователи должны быть отсоединены;

4)настраивают блок магнитного усилителя:

а) регулируя степень обратной связи МУ, устанавли­ вают необходимый коэффициент усиления блока МУ;

б) устанавливают необходимое напряжение сме­ щения;

в) измеряют пульсации выходного напряжения при нулевом сигнале управления;

5) настраивают симметрию импульсов. Характеристики магнитного усилителя снимают для

каждой группы обмоток управления, если они отлича­ ются числом витков. Все управляющие обмотки, кроме испытываемой, должны быть отключены. Вначале сни­ мают характеристику Uy= f ( i y), затем a ~ f ( i y), по ним строят характеристику a = f ( U y). Включив преобразо­ ватель в работу, снимают его внешнюю характеристику. Изменяя силу тока в одной из обмоток управления за­ меряют выпрямленное напряжение Ud и строят зависи­

постоянного напряжения при отключенном агрегате от питающей сети и выдвинутых из гнезд силовых блоках или вывернутых тиристорах. Источник подключают к выходным шинам преобразовательного моста при отклю­ ченной нагрузке. Плавно повышая напряжение на ши­ нах, проверяют установки срабатывания тиристорной или лавинной защит. Момент срабатывания фиксируют по осциллографу либо по появлению напряжения на сопро­ тивлениях в разрядных цепочках. Защита должна сра­ батывать при напряжении, не превышающем допустимое Для силовых вентилей.

В тиристорных преобразователях, в которых защита от перенапряжений осуществляется двумя и более па­ раллельно соединенными лавинными тиристорами, не­ обходимо дополнительно проверить уставку открывания тиристоров от управляющих импульсов. Для этого раз­ рывают цепь одного из тиристоров и замыкают накорот­ ко его анод и катод. Напряжение от постороннего источ­ ника подают к зажимам разомкнутой цепи (плюс — к ка­ тоду закороченного тиристора). Повышая напряжение

233

Наладка схем управления

Наиболее простой является наладка схем с глухоподключенным электромашинным возбудителем. Она за­ ключается в прозвонке цепей, настройке реле защит и подборе при пробных пусках положения реостата в цепи обмотки возбуждения. Величина сопротивления реоста­ та, включаемого в эту цепь, должна обеспечить нараста­ ние напряжения на возбудителе до необходимого значе­ ния в самом конце пуска при скорости, равной 0,9—0,95 синхронной.

Если напряжение на возбудителе нарастает слиш­ ком медленно и при подсинхронной скорости не успева­ ет достигнуть необходимой величины, то вводят форси­ ровку возбуждения. Импульс на включение контактора форсировки КФ в этом случае подается от реле напря­ жения постоянного тока, -включенного на выход возбу­ дителя. Установка реле форсировки лежит в пределах 60—100% номинального напряжения возбуждения и вы­ бирается при пробных пусках двигателя.

В схемах с возбудителем, замкнутым на обмотку ротора через добавочное сопротивление, или с обмот­ кой возбуждения, замкнутой на разрядке сопротивления,

замкнуться раньше, чем разомкнется размыкающий силовой контакт, и, наоборот, при отключении контакто­ ра М его размыкающий контакт должен замкнуться раньше, чем разомкнется замыкающий. При соблюде­ нии этих условий цепь обмотки возбуждения во время срабатывания контактора М остается замкнутой, что исключает возникновение перенапряжений на обмотке в момент разрыва ее цепи.

Реле РПТ предварительно настраивается на силу тока отпадания, равную примерно 130—150% номиналь­ ной силы тока двигателя, а затем при пробных пусках эта установка корректируется по силе тока статора в асинхронном режиме при скорости, близкой к синхрон­ ной. Установка реле РПТ должна быть на 15—20% вы­ ше силы тока асинхронного режима при этой скорости. При пробных пусках определяется также сила тока в Цепи возбуждения в асинхронном режиме, на основании

235

Которой выбирают уставку реле РТА защиты от асин­ хронного режима.

РПТ при отпадании даст импульс на отключение реле 1РВ, которое своим размыкающим контактом даст

Наладка узла автоматического регулирования воз­ буждения на постоянство отдаваемой реактивной мощ­ ности или постоянство коэффициента мощности (см. рис. 31) в основном заключается в фазировке фазопово­ ротного устройства, подборе величины сопротивлений IR, 2R, 3R, 4R, точек присоединения к потенциометрам 2R и 3R, проверке полярности выводов трансформатора тока ТТ и подключению к ним сопротивления 1^.

Наладка блоков УБСР

При наладке блоков УБСР можно выделить следую­ щие этапы: внешний осмотр, испытание изоляции, наст­ ройку блоков, проверку их соответствия техническим данным.

При внешнем осмотре проверяют соответствие от­ дельных элементов схемы спецификации, состояние па­ ек, крепление заземляющего проводника. Проверяют также соответствие соединения элементов блока мон­ тажной схеме.

Испытание изоляции на электрическую прочность в усилителях УПТ-3, УПТ-6 и др. осуществляется со всех клемм штепсельного разъема по отношению к корпусу, мегомметром на напряжение 500 В. Сопротивление изо­ ляции во всех случаях должно быть не менее 20 МОм.

Блоки питания ИП-6 испытывают повышенным на­ пряжением 1500 В, 50 Гц. Испытательное напряжение до 250 В подводится скачком, а затем плавно в течение не менее 10 с повышается до полного испытательного напряжения 1500 В. Полное испытательное напряжение выдерживают 1 мин, затем плавно снижают до 250 В, после чего отключают.

Датчики напряжения ДН-2 и датчики тока ДТ-2 ис­ пытывают повышенным напряжением 3000 В, 50 Гц. Продолжительность испытания при полном напряжении

236

Составляет i мин. Повышают и снимают испытательное напряжение по общим правилам.

При настройке блоков замеряют величину входных и выходных сигналов, определяют полярность выходно­ го напряжения. По показаниям образцовых приборов проверяют приборы, установленные на лицевой панели блока.

Электронным осциллографом (С-1-19) проверяют уровень пульсаций выходного напряжения. Уровень пульсаций определяют по формуле

где Uа— двойная амплитуда пульсаций;

UH— максимальное напряжение выхода блока.

Уровень пульсаций выходного напряжения для бло­ ков питания ИП-6, ИП-7 должен не превышать 0,3%, для остальных блоков — не превышать 0,5%.

В специальных контрольных точках, выведенных на лицевую панель (НКомм, Ссигн) для подключения прибо­ ров, просматривают форму импульсов на выходе про­ межуточных звеньев блока.

Для усилителей УПТ-3, УПТ-6 и блоков на их основе снимают зависимость выходного напряжения от входного Двыx = f (£/м ), проверяют линейность и симметрич­ ность этой зависимости при обеих полярностях, опреде­ ляют коэффициент усиления соответственно полярности входных и выходных сигналов. Проверяется стабиль­ ность выходного напряжения источников питания при различных значениях входного.

Вследствие большого коэффициента усиления усили­ телей и, следовательно, малой величины входного сигна­ ла, элементы УБСР имеют повышенную чувствительность к наводкам и помехам. Поэтому при наладке систем управления, выполненных из стандартных модулей УБСР, необходимо принимать защитные меры для сни­ жения в допустимых пределах влияния помех и наводок на работу отдельных узлов схемы управления. Основной наиболее действенной мерой в этом случае является установка на входе элементов УБСР фильтров RC.

237

Включение двигателей под напряжение

Перед включением под напряжение двигатель под­ вергают наружному осмотру, проверяют все механиче­ ские крепления, заземление машины, состояние контакт­ ных колец двигателя, коллектора возбудителя, щетко­ держателей, щеток, плотность прилегания щеток, нали­ чие масла в подшипниках.

При осмотре необходимо убедиться в отсутствии по­ сторонних предметов в машине и готовности ее к пуску. Затем нужно двигатель продуть сухим, чистым сжатым воздухом, проверить работу схемы управления (после­ довательность автоматического включения элементов схемы), имитируя пусковой режим, и действие защитной аппаратуры на отключение выключателя.

Перед пуском вал двигателя предварительно необхо­ димо прокрутить краном.

Первое включение двигателя осуществляют на хо­ лостом ходу кратковременным толчком, т. е. включают его и сразу же отключают. При этом проверяют пра­ вильность направления вращения машины, целостность цепи реле РПТ (реле должно втянуться), измеряют силу пускового тока, выявляют неисправности, не обна­ руженные в процессе подготовки к пуску.

После устранения обнаруженных неисправностей под контакты реле, включающего контактор М (напри­ мер, 1РВ в схеме рис. 33), подкладывают изоляционные прокладки и повторяют пробный пуск. Двигатель в асинхронном режиме разгоняют до установившейся скорости. При этом замеряют силу тока в статоре и ро­ торе установившегося асинхронного режима и проверя­ ют настройку реле РПТ и РТА. Одновременно фикси­ руют температуру нагрева обмоток.

После втягивания двигателя в синхронизм проверяют пределы регулирования силы тока возбуждения (при этом желательно снять Д-образную характеристику), измеряют величины тока и напряжения возбуждения при форсировке, вибрацию подшипников ц осевой раз­ бег вала.

Вибрация должна быть проверена при работе маши­ ны на холостом ходу и под нагрузкой. При проверке вибрации в случае отсутствия данных завода-изготови- теля пользуются даными, приведенными в ПТЭ.

238

3.ИСПЫТАНИЯ СИНХРОННЫХ ПРИВОДОВ

ВУСЛОВИЯХ ЭКСПЛУАТАЦИИ

Снятие пусковых характеристик

Под* пусковыми характеристиками синхронного дви­ гателя понимают изменение во времени силы тока ста­ тора напряжения на зажимах машины Ua=f(t), скорости n — f(t), вращающего момента М —

— а также механическую характеристику М== = f(ri), снятую опытным путем при асинхронном пуске Опытные характеристики могут значительно отличать­ ся от расчетных или каталожных, при построении которых полагают скорость в каждой точке неизмен­ ной.

При пуске крупных синхронных двигателей мощно­ стью несколько мегаватт представляет интерес измене­ ние напряжения на шинах питающей подстанции Um—

Характеристики 7a= f (0 , Ua— f(t), Um= f ( t )

сравнительно просто снимаются осциллографированием. Необходимо только предварительно оценить время пуска и, исходя из него, установить скорость съемки. По осциллографированию токов и напряжений машин переменного тока есть специальная литература [59, 60].

Для снятия характеристики n =f ( t ) с валом контро­ лируемого синхронного двигателя сопрягают тахометрический генератор или любую другую электрическую машину, чаще всего, постоянного тока с независимым возбуждением. Для этого могут быть использованы воз­ будители, находящиеся на одном валу с испытываемым двигателем, или генераторы постоянного тока преобра­ зовательного агрегата.

В последнем случае мощность генераторов соизмери­ ма с мощностью синхронного двигателя и потери в стали в них при номинальной силе тока возбуждения 7/н мо­ гут повлиять на результат опыта. Поэтому сила тока возбуждения таких генераторов при снятии зависимости n= f { t ) не должна превышать 5—10% 7/н-

Напряжение с выхода тахогенератора, пропорцио­ нальное скорости вращения, через согласующее устрой­ ство подается на гальванометр осциллографа. схеме осциллографирования для сглаживания пульсаций э.д.с. тахогенератора применяют фильтры, чаще всего RC, или используют низкочастотный гальванометр с соответ­

239

ствующей степенью успокоения, обусловленной внешним сопротивлением.

При отсутствии тахометрического генератора ско: рость вращения можно определить подсчетом за некото­ рый малый отрезок времени числа импульсов, число которых в единицу времени однозначно связано со ско­ ростью вращения. Датчиком импульсов может служить укрепленный на торце вала двигателя диск с равномер­ но распределенными по его окружности прорезями, рас­ положенный между источником света и фотоэлементом.

При пуске двигателя импульсы, посылаемые дат­ чиком через каждую долю оборота, фиксируются на ос­ циллограмме, имеющей отметки времени. Разбив осцил­ лограмму всего процесса пуска на ряд участков, можно подсчитать число импульсов на каждом из них.

Пусть время, соответствующее длине t-того участка, равно t{\ средняя скорость вращения на участке п,; число интервалов между импульсами за время /* равно Ni\ число интервалов между импульсами, приходящееся на один оборот ротора, т.

Тогда скорость вращения двигателя на i-том участке будет равна

60Nc л I

ni — ------ об/мин. ti т

Характеристика n = f ( t ) получается в виде некото­ рой ломаной, которую можно заменить плавной кривой'. Этот метод гораздо более трудоемок, чем метод с ис­ пользованием тахометрического генератора, но в то же

процессе пуска вхолостую, состоит из динамической со­ ставляющей, необходимой для сообщения ускорения

240